（材料加工工程專業(yè)論文）聚乙烯醇淀粉薄膜擠出吹塑工藝及性能研究.pdf

摘要 聚乙烯醇 淀粉薄膜擠出吹塑工藝及性能研究 摘要 聚乙烯醇 p v a 薄膜在水溶性 可降解性等方面的獨特優(yōu)點使其成為 當(dāng)前研究的熱點 開發(fā)新的生產(chǎn)工藝 制備性能廣泛的p v a 薄膜是目前國 內(nèi)外共同的目標(biāo) 淀粉是來源廣泛 價格便宜的天然高分子材料 將淀粉 添加到p v a 中不僅可以大大降低成本 還可以促進(jìn)薄膜的生物降解 本文 采用擠出造粒和吹塑工藝連續(xù)制備了聚乙烯醇 淀粉薄膜 為了使薄膜具 有更廣泛的用途 通過用偶聯(lián)劑處理淀粉 添加p l a e a a 以及對薄膜熱 處理等方法提高薄膜的耐水性 探討了混料條件 各組分含量對p v a 淀 粉薄膜的熱塑加工性 力學(xué)性能 耐水性能和光學(xué)性能的影響 結(jié)果表明 分批加入增塑劑并在8 0 一l l o 下混料 可以使p v a 淀粉充分溶脹 利于 熱塑性加工 p v a 淀粉共混物優(yōu)選的造粒溫度是1 6 5 一1 8 0 吹膜溫 度是2 0 5 一2 2 0 淀粉含量為3 5 一5 0 增塑劑含量6 0 份以上 增塑 劑中的水含量為1 6 1 3 時 共混物有較好的加工流動性 淀粉含量為 4 0 增塑劑含量為6 0 份 增塑劑中的水含量為3 3 時 薄膜力學(xué)性能 最佳 偶聯(lián)劑可提高薄膜的力學(xué)性能 改善效果最明顯的是偶聯(lián)劑3 最 佳添加量是3 份 隨著淀粉含量的增加 薄膜耐水性降低 偶聯(lián)劑可提高 薄膜的耐水性能 改善效果最明顯的是偶聯(lián)劑3 最佳添加量是3 份 在 1 5 0 下對薄膜進(jìn)行3 m i n 的熱處理可提高薄膜耐水性 p v a 淀粉薄膜的透 光性受兩相相容性影響很大 當(dāng)二者比例5 0 5 0 時薄膜透光性最好 不同 偶聯(lián)劑對薄膜透過率影響不同 偶聯(lián)劑3 的加入可提高薄膜對可見光的 t 透過率 當(dāng)添加量為5 份時 薄膜透過率比未添加偶聯(lián)劑的薄膜增加了 一倍 關(guān)鍵詞 聚乙烯醇淀粉生物降解薄膜吹塑耐水性 i i 摘要 s t u d yo nt h et e c h n o l o g ya n dp r o p e r t i e s o fp v f v s t a r c hb u b b l ef i l m a b s t r a c t p v af i l mi sk n o w na sap o p u l a rr e s e a r c hd i r e c t i o nb e c a u s eo fi t ss p e c i a l e x c e l l e n tc h a r a c t e r i s t i c si nm a n ya s p e c t s e g w a t e r s 0 1 u b i l i t y a n d d e g r a d a b i l i t y t i od e v e l o pn e wp r o c e s st e c h n o l o g ya n dp r o 1 u c ew i d e l ya p p l i e d p v af i l mi sa ni n t e m a t i o n a l i s s u e s t a r c hi sak i n do fl o wc o s t r e n e w a b l ea n d b i o d e g r a d a b l em a t e r i a l s a d d i n gs t a r c hi n t op v a c a nn o to n l y1 0 w e rt h ec o s t b u ta l s op r o m o t et h e d e g r a d a b i l i t yp v s t a r c hf i l m sw e r ec o n t i n u o u s l y p r 印a r e db yp e l l e t i n ga n db u b b l ef i l mt e c l l l l o l o 醪t op r o m o t et h e w a t e r r e s i s t a n c eo ft h ef i l m c o u p l i n ga g e n t p l aa n de a aw e r ea d d e di n t ot h e b l e n d s h e a tt r e a t m e n tw a sa l s oa p p l i e d e f f e c t so fm i x i n gc o n d i t i o n s t a r c h c o n t e n t p l a s t i c i z e rc o n t e n ta n dr a t i oo fw a t e r p l a s t i c i z e ro nm e l tf l u i d i t y m e c h a n i c a lp r o p e n i e s w a t e rr e s i s t a n c ea n dt r a n s m i s s i v i t yw e r ei n v e s t i g a t e d i tw a sf i o u n dt h a tp v a s t a i hb l e n dw o u l db ew e l ls w e l l e da n dp l a s t i c i z e di f t h ep l a s t i c i z e rw a sa d d e di n 伊a d u a l l ya n dc o m p o n e n t sw e r em i x e db e t 7 l e e n 8 0 a n d1 1 0 t h eo p t i m a lp e l l e t i n gt e m p e r a t u r ew a s 仔o m1 6 5 t o i 北京化工大學(xué)碩十學(xué)位論文 18 0 a 1 1 dt h eo p t i m a lb u b b l ef i l mt e m p e r a t u r ew a sf b m2 0 5 t o2 2 0 m e l tf l u i d i t yw a sb e t t e rw h e ns t a r c hc o n t e n tw a sf 而m35 t o5 0 p l a s t i c i z e r c o n t e n tw a sb e y o n d6 0p h ra n dr a t i oo fw a t e r p l a s t i c i z e rw a s 舶m1 6t o1 3 b e s tm e c h a n i c a lp r o p e n i e sw e r em e a s u r e dw h e nt h es t a r c hc o n t e n tw a s4 0 p l a s t i c i z e rw a s6 0p h ra n dt h ew a t e rc o n t e n tw a s3 3 n o 3c o u p l i n ga g e n t c a ni m p r o v et h em e c h a n i c a lp r o p e n i e sa n dw a t e rr e s i s t a n c eo ft h ef i l ma n dt h e b e s tc o n t e n tw a s3 p h r h e a t t r e a t m e n tf o r3m i n u t e sa t15 0 m a d e c o n t r i b u t i o nt ow a t e rr e s i s t a n c e t h et r a n s m i s s i v i t yw a si n n u e n c e d d r a m a t i c a l l yb yt h ec o m p a t i b i l i t yo fp v a a n ds t a r c h a n dp e a k e dw h e nt h e r a t i oo fp v aa n ds t a r c hw a s5 0 5 0 n o 3c o u p l i n ga g e n tc a ni m p r o v et h e t r a n s m i s s i v i t yo ft h ef i l ma n dt h ev a l u ew a sd o u b l e dw h e nt h ec o n t e n to f c o u p l i n ga g e n tw a s5p h r k e y w o r d s p v a s t a r c h b i o d e g r a d a b l e 行l(wèi) m b u b b l e w a t e rr e s i s t a n c e l v 北京化工大學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明 所呈交的學(xué)位論文 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下 獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果 除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外 本 論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果 對本文 的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體 均己在文中以明確方式標(biāo)明 本 人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān) 作者簽名 立手扯 日期 一塑盤 圭竺 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明 學(xué)位論文作者完全了解北京化工大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文 的規(guī)定 即 研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬北 京化工大學(xué) 學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印 件和磁盤 允許學(xué)位論文被查閱和借閱 學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全 部或部分內(nèi)容 可以允許采用影印 縮印或其它復(fù)制手段保存 匯編 學(xué)位論文 保密論文注釋 本學(xué)位論文屬于保密范圍 在上年解密后適用 本授權(quán)書 非保密論文注釋 本學(xué)位論文不屬于保密范圍 適用本授 權(quán)書 作者簽名 鹽蘭i 皇 導(dǎo)師簽名 必生鑫 日期 一沙 盟 第一章緒論 1 1研究背景 第一章緒論 當(dāng)前世界塑料工業(yè)發(fā)展迅速 年產(chǎn)量達(dá)1 億噸 其中美國和歐洲各3 0 0 0 萬噸 日 本約1 2 0 0 萬噸 中國約4 0 0 萬噸 其用途已滲透到國民經(jīng)濟(jì)各部門以及人們生活的 各個方面 塑料和鋼鐵 木材 水泥并列為材料領(lǐng)域的四大支柱 尤其從8 0 年代中 期起 隨著國內(nèi)高密度聚乙烯超薄塑料袋和聚苯乙烯發(fā)泡餐盒生產(chǎn)線的投入 各種 塑料一次性用品如塑料地膜 垃圾袋 購物袋 餐盒 食品包裝 其他用品包裝涌入 市場 塑料給人們的生活帶來極大便利 但其大量使用產(chǎn)生的塑料廢棄物也與日俱增 每年總量高達(dá)5 0 0 0 萬噸 嚴(yán)重污染了農(nóng)田 旅游勝地 海岸港口等n 1 隨著人們對環(huán) 境保護(hù)的日益重視 塑料制品尤其是塑料袋使用后給環(huán)境帶來的 白色公害 引起了 全世界的關(guān)注 目前對塑料廢棄物處理的方法主要有填埋 焚燒 回收等 但效果都 不很理想 做填埋處理 不但占用土地 而且由于一般塑料要經(jīng)過上百年才會降解而 對土壤造成長期危害 做焚燒處理 會產(chǎn)生有害氣體 造成大氣污染 做回收處理 僅可以處理2 5 的塑料垃圾 且回收技術(shù)落后 處理費用過高 回收產(chǎn)品的性能和 使用價值不高乜1 我國每年產(chǎn)生約5 0 0 萬噸的塑料垃圾 而這些垃圾只有3 0 由個體 業(yè)主自發(fā)回收利用 其余大部分均進(jìn)行填埋或隨意堆放 造成價值5 0 多億元資源的 浪費和環(huán)境污染口1 1 2降解塑料 面對一系列難題 降解塑料給人們帶來答案 降解是指通過化學(xué)反應(yīng) 引起聚合 物相對分子量降低的過程 主要包括解聚 無規(guī)斷裂 側(cè)基或低分子物的脫除等 降 解塑料是具有降解功能的一類新型高分子材料 它在用前或使用過程中 與同類普 通塑料具有相當(dāng)或相近的應(yīng)用性能和衛(wèi)生性能 而在完成其使用功能后 能在自然 環(huán)境條件下較快地降解成為易于被環(huán)境消納的碎片或碎末 并隨時間的推移進(jìn)一步 北京化工人學(xué)碩上學(xué)位論文 降解成為c 0 和水 最終回歸自然 從多次國際研討會議的資料可知 降解塑料的定 義有以下幾種方法 1 化學(xué)上 分子水平 的定義 其廢棄物的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化 最終完全降解 成二氧化碳和水 2 物性上 材料水平 的定義 其廢棄物在較短時間內(nèi) 力學(xué)性能下降 應(yīng)用功能 大部分或完全喪失 3 形態(tài)上的定義 其廢棄物在較短時間內(nèi)破裂 崩碎 粉化 成為對環(huán)境無害或 易被環(huán)境消納的物質(zhì) 自上個世紀(jì)7 0 年代起人們就開始研究開發(fā)降解塑料 目前為止 降解塑料大致 分為三類 光降解塑料 生物降解塑料以及光 生物降解塑料 光降解塑料有共聚型和添加型兩種 共聚型光降解塑料由美國杜邦公司發(fā)明 由 聚乙烯與一氧化碳共聚或聚乙烯與乙烯基酮共聚 目的是改變聚乙烯中羰基含量 增強聚乙烯的降解性 添加型光降解塑料是在聚合物中添加少量的光引發(fā)劑 光敏劑 和其他助劑 典型的光引發(fā)劑或光敏劑有芳香酮 芳香胺 乙酰丙酮鐵等 生物降解材料又分為生物崩壞型和完全生物降解型兩類 生物崩壞型塑料屬于不 完全生物降解塑料 是在聚烯烴塑料中混入生物降解物質(zhì) 通過堆肥產(chǎn)生與生物降 解塑料相似的效果 由于微生物只選擇性地分解掉淀粉等添加物 而對塑料毫無興 趣 破碎的塑料分散在土壤中更難處理 對環(huán)境的危害并沒有完全消除 崩壞型降 解塑料不是當(dāng)前提倡的方向 1 3 完全生物降解塑料 完全生物降解塑料的分子鏈可在垃圾處理系統(tǒng)或自然環(huán)境中 由微生物對其進(jìn)行 生物降解 最終變成二氧化碳 或甲烷 和水 進(jìn)入生物鏈和循環(huán)過程 完全為環(huán)境 所吸納 不留任何聚合物的碎片 目前在我國國標(biāo)g b t 1 9 2 7 7 2 0 0 3 中已明確使用這 一概念 1 3 1 完全生物降解塑料的分類 當(dāng)前 完全生物降解塑料主要包括三類技術(shù) 一是微生物發(fā)酵法 二是化學(xué)合成 2 第一章緒論 法 三是利用天然高分子材料 微生物發(fā)酵法制得的完全生物降解材料中 聚羥基烷基酸酯 p h a 最為典型 它 具有類似于塑料的物化特性并具有可控的生物可降解性 美國寶潔公司已經(jīng)開發(fā)成功 了作為縫合線 無紡布和各種包裝用材料的p h a 系列產(chǎn)品 但該材料的造價較高 限 制其獲得廣泛應(yīng)用 目前p h a 的研究主要集中在利用其生物可降解性 生物相容性等 特征 開發(fā)在醫(yī)療 制藥 電子等高附加值領(lǐng)域的用途 化學(xué)合成型完全生物降解材料大多是在分子結(jié)構(gòu)中引入酯基結(jié)構(gòu)的脂肪族聚酯 在自然界中其酯基易被微生物或酶分解 目前開發(fā)的主要產(chǎn)品有聚乙烯醇 p v a 聚 乳酸 p l a 聚丁烯琥珀酸酯 p b s 聚羥基丁酸酯 p h b 和p h b v 等 聚己內(nèi)酯 p c l 及其共聚物和二氧化碳 環(huán)氧化合物共聚物 a p c 等 聚乳酸熔點為1 7 5 具有良好 的生物相容性 在醫(yī)用領(lǐng)域大有用途 但由于p l a 是以乳酸為單體聚合而成 乳酸 提取 精制較為困難 生產(chǎn)成本較高 聚己內(nèi)酯熔點為6 3 熱塑性好 易成型加工 它可用作手術(shù)縫合線 醫(yī)療器材和食品包裝材料 聚丁烯琥珀酸酯熔點1 1 4 應(yīng)用 開發(fā)的產(chǎn)品是發(fā)泡材料 可用作家用電器和電子儀器包裝等 利用天然高分子材料 如植物中多糖類的淀粉 纖維素和木質(zhì)素等 動物中的殼 聚糖 聚氨基葡萄糖 動物膠以及海洋生物的藻類等 與可生物降解聚合物共混制得 完全生物降解塑料 淀粉易于被許多微生物所分泌的淀粉酶作用而發(fā)生降解 最終降 解產(chǎn)物c 0 和h o 不會對環(huán)境產(chǎn)生任何污染 因此淀粉 聚乙烯醇 淀粉 聚乳酸 和淀粉 聚丁二酸丁二醇酯等都具有生物降解性h 1 天然高分子類全生物降解材料的一大分支是全淀粉塑料 這類塑料含淀粉在9 0 以上 添加其他組分也是能完全降解的 淀粉本身要成為塑料 必須要改變其分子 結(jié)構(gòu)而具有熱塑性能 因此又稱為熱塑性淀粉塑料 全淀粉塑料的生產(chǎn)原理是使淀粉 分子變構(gòu)而無序化 形成了具有熱塑性能的淀粉樹脂 即所謂 熱塑性淀粉 t h e r m o p l a s t i cs t a r c h 作為 變構(gòu)淀粉 d e s t m c t u r e d 的同義詞 是在高于其 玻璃化溫度和熔點的溫度下 經(jīng)過熱處理 因其組分經(jīng)受吸熱轉(zhuǎn)化 以致在淀粉粒 的分子結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生必然的無序化的一種淀粉 概括說來 這也屬于 變性淀粉 中的 一種 它有抗水性 在酸性水解或酶解過程中的降解性 相對于天然淀粉而言無變 化 其熔體在1 5 卜2 3 0 之間表現(xiàn)出在通常加工方法的時間范圍內(nèi)的化學(xué)與流變學(xué) 穩(wěn)定性 其含水量極低 0 0 0 5 熱塑性淀粉中 僅為淀粉分子的構(gòu)型改變 而不 北京化工大學(xué)碩卜學(xué)位論文 是其化學(xué)結(jié)構(gòu)的改變 其制品的加工可沿用傳統(tǒng)的塑料加工設(shè)備 如擠出 流延 注 塑 壓片和吸塑等 雖然熱塑性淀粉早已有人用不同的方法進(jìn)行研制 而且應(yīng)用于食品工業(yè) 但用于 制造塑料卻是在近期 因此全淀粉熱塑性塑料是2 0 世紀(jì)9 0 年代出現(xiàn)的新型材料 其 推廣應(yīng)用還存在一些問題 對淀粉的熱塑性化 成型加工的方式及加工時各項參數(shù)與 產(chǎn)品性能的關(guān)系 降解機理等還需做大量工作 1 3 2 完全生物降解塑料產(chǎn)品的國內(nèi)外市場 英國在超市已開始大量推廣使用淀粉系列和聚乳酸系列可生物降解的購物袋及食 品包裝袋 每年消費量可達(dá)2 2 0 億個 意大利是世界上最早進(jìn)行生物降解塑料產(chǎn)業(yè)化的國家之一 生產(chǎn)企業(yè)中最著名的 是n o v a m o n t 公司 主要生產(chǎn)淀粉系列的生物降解塑料 2 0 0 6 年生產(chǎn)能力為4 萬噸 應(yīng)用于多領(lǐng)域的降解塑料制品 德國的巴斯夫 拜耳以及瑞士的汽巴精化等公司 也得益于政府和民間環(huán)保組織 的支持 生物降解塑料的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展迅速 產(chǎn)品包括淀粉 聚酯 p v a 系列等 巴斯 夫公司已推出商品名為 e c o f l e x 的生物降解塑料 產(chǎn)業(yè)化能力為每年3 萬噸 荷蘭r o d e n b u r gb i o p o l y m e r s 公司正成為歐洲生物降解塑料市場的新龍頭 其年 生產(chǎn)能力已達(dá)到4 萬噸 并于2 0 0 5 年后在法國 北美和亞洲開設(shè)更多的新工廠 其 產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)之一是將產(chǎn)品價格降到與普通塑料一樣 美國的開發(fā)機構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)有十幾家 其中g(shù) a r g i l l 一d o w 公司是目前世界上生物 降解塑料產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模最大的公司 主要生產(chǎn)聚乳酸系列的生物降解塑料 已建 成年產(chǎn)1 4 萬噸的生產(chǎn)規(guī)模 并和意大利a m p r i c a 公司 中國臺灣威猛工業(yè)公司 1 l m i 共同合作 大舉推進(jìn)聚乳酸在包裝等方面的應(yīng)用 該公司投資3 0 億美元進(jìn)行聚乳酸 的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化 n a t u r ew o r k s 公司以谷物為原料生產(chǎn)的聚乳酸 可代替某些領(lǐng)域的 p e t 比利時零售商d e l h a i z e 己開始使用n a t u r ew o r k s 公司的p l a 新鮮果蔬箱 w a r n e r l a w b e r t 公司建立了一套年產(chǎn)4 5 萬噸的生產(chǎn)線 生產(chǎn)淀粉系列的生物降解 塑料 并有3 個同等規(guī)模的生產(chǎn)線在建設(shè)中 杜邦公司和伊士曼公司生產(chǎn)聚酯系列生 物降解塑料 商品名分別為 b i o 腿x 和 f a s t e r b i o 主要用于家用垃圾袋 餐 4 第一章緒論 具 尿布 花盆 農(nóng)用薄膜等 其產(chǎn)品正在德國市場推廣 表卜l 列出國外己工業(yè)化 生產(chǎn)的生物降解塑料概況畸1 表卜1 國外工業(yè)化生產(chǎn)的生物降解材料 t a b 卜1f o r e i 印b i o d e g r a d a b l ep r o d u c t s 據(jù)統(tǒng)計 我國目前從事降解塑料的企業(yè)有1 0 0 多家 初步形成產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的體 系 建成雙螺桿降解母料生產(chǎn)線近1 0 0 條 產(chǎn)能約1 5 萬噸 其中天津丹海公司 吉 林金鷹 降解塑料 公司 南京蘇石降解樹脂公司 深圳綠維塑膠公司 深圳德實利集 團(tuán)公司 海口天人降解塑料公司 惠州環(huán)美降解樹脂公司 寧夏華西降解樹脂制品公 司已投產(chǎn)或批量投產(chǎn) 據(jù)報道 2 0 0 7 年 美國 歐洲和日本的生物降解聚合物市場需求增加至2 l 萬噸 年增長速度達(dá)到了3 0 2 0 0 7 年前全球新投產(chǎn)的生物降解聚合物產(chǎn)能達(dá)3 0 萬噸 據(jù) f r e e d o n i a 集團(tuán)預(yù)測 美國合成的生物降解聚合物需求年增長率為6 8 到2 0 1 0 年 將增長到2 0 億美元 而美國對生物降解材料2 0 1 0 年的總需求將達(dá)3 7 億美元 據(jù)巴 斯夫公司預(yù)測 在2 0 1 0 年前 生物降解塑料需求的年增長率大于2 0 據(jù)國際可生 5 北京化工大學(xué)碩i 學(xué)位論文 物降解聚合物協(xié)會 i b a w 的研究報告指出 在2 0 0 1 年至2 0 0 6 年間 全球可生物降解 塑料的使用量增加了二倍以上 每年使用總量已升至1 0 萬噸以上 雖然這個數(shù)字中 還包括了以石油為原料的可生物降解材料 但現(xiàn)在只要在技術(shù)許可的條件下生產(chǎn)者 都會盡可能地使用天然可降解材料 對比目前國外主要降解塑料產(chǎn)品的性價比 優(yōu)缺 點和使用領(lǐng)域 結(jié)果見表卜2 表卜2 國外主要生物降解塑料產(chǎn)品性價比 t a b1 2c o m p r e h e n s i v ec o m p a s o no fc o s t p e r f o m a n c eo ff o r e i g nb i o d e g r a d a b l ep l a s t i c s 從表2 可以看出 目前世界上開發(fā)的生物降解塑料產(chǎn)品由于原料 合成方法的不 同 除了均具有良好的生物降解性外 在加工性能 應(yīng)用性能和價格上存在一定差 異 p h b 熔點1 8 0 與熱分解溫度 2 0 0 相近 加工較困難 p l a 性脆 無法制備 薄膜制品 除p h b 和p l a 外 大多與l d p e 物性類似 適宜制造軟質(zhì)制品 p h b 和p l a 的剛性 彈性率雖較高 但其伸長率很低 另外總體上講 以石油基為原料的合成降 解塑料加工性能和力學(xué)性能優(yōu)于以可再生資源為原料的生物降解塑料 但價格也更 高 綜合考慮性能和價格因素 聚乙烯醇 淀粉等生物降解塑料將更具有發(fā)展?jié)摿﹄S1 6 第一章緒論 1 4p v a 淀粉生物降解塑料 1 4 1p v a 的合成及工業(yè)概況 聚乙烯醇樹脂外觀為白色粉末或絮狀顆粒 因分子量和醇解度不同而被用于涂料 粘合劑 紙品加工劑 乳化劑 分散劑和薄膜等不同領(lǐng)域 聚乙烯醇最早是由德國化 學(xué)家w o h e r 硼a n n 和w w h a c h n e l 博士于1 9 2 4 年發(fā)現(xiàn)的 1 9 2 6 年實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn) 2 0 世紀(jì)5 0 年代實現(xiàn)了大規(guī)模工業(yè)化 生產(chǎn)聚乙烯醇的工藝路線按原料分有乙烯法和乙 炔法兩類口1 1 乙烯直接合成法 石油裂解乙烯直接合成法 由日本可樂麗公司首次開發(fā)成功 目前國際上生產(chǎn) p v a 的工藝路線中 乙烯法占主導(dǎo)地位 其數(shù)量為總生產(chǎn)能力的7 2 其工藝流程包 括 乙烯的獲得及醋酸乙烯 v a c 合成 精餾 聚合 聚醋酸乙烯 p v a c 醇解 醋酸和 甲醇回收五個工序 石油乙烯法的工藝特點 生產(chǎn)規(guī)模較乙炔法大 產(chǎn)品質(zhì)量好 設(shè) 備易于維護(hù) 管理和清洗 熱利用率高 能量節(jié)約明顯 生產(chǎn)成本較乙炔法低3 0 以 上 2 乙炔直接合成法 乙炔直接合成法依其原料的來源不同可分為電石乙炔合成法和天然氣裂解乙炔合 成法 電石乙炔合成法最早實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn) 工藝特點 操作比較簡單 產(chǎn)率高 副 產(chǎn)物易于分離 國內(nèi)至今仍有1 0 家工廠沿用此法 且大部分應(yīng)用高堿法生產(chǎn) 但由 于此種工藝路線產(chǎn)品能耗高 質(zhì)量低 成本高 生產(chǎn)過程產(chǎn)生的雜質(zhì)污染環(huán)境亦較為 嚴(yán)重 每噸產(chǎn)品的成本比其他方法生產(chǎn)高出8 0 0 1 0 0 0 元 缺乏市場競爭力 屬于逐 漸淘汰工藝 歐洲國家及朝鮮等以天然氣乙炔法為主 該法不但技術(shù)成熟 而且生產(chǎn) 的乙炔有利于綜合利用 生產(chǎn)成本較電石乙炔法低5 0 7 0 目前 全球共有2 0 多個國家和地區(qū)生產(chǎn)聚乙烯醇 裝置的生產(chǎn)總能力已達(dá) 1 l o o k t a 產(chǎn)量約為9 3 0 k t a 中國 日本 美國 西歐是世界上生產(chǎn)聚乙烯醇的 主要國家和地區(qū) 其生產(chǎn)能力占世界聚乙烯醇總生產(chǎn)能力的8 5 9 0 美國p v a 的主 要用于紡織漿料 粘合劑 而西歐的p v a 主要用于造紙和聚合助劑 日本的p v a 維 綸消費占了全部消費的2 0 出口則占了總產(chǎn)量的4 0 左右 總體來看 涂料和粘合 7 北京化t 大學(xué)碩七學(xué)位論文 劑耗用的p v a 占總消費量的6 0 7 0 是世界p v a 的主要市場陽3 我國是世界上生產(chǎn) p v a 第一大國 現(xiàn)有1 3 個生產(chǎn)工廠 現(xiàn)已能生產(chǎn)聚合度1 0 0 0 2 4 0 0 醇解度8 8 9 9 m 0 1 的近2 0 個品種 引 1 4 2 聚乙烯醇的性能 1 4 2 1 結(jié)構(gòu)特性 聚乙烯醇分子中存在兩種化學(xué)結(jié)構(gòu) 1 1 3 一乙二醇結(jié)構(gòu) 一c h 2 一c h c h z c h c h z c h o h 0 h 0 h 2 1 2 一乙二醇結(jié)構(gòu) 一c h 一c h c h c h 一c h 一c h c h o h 0 h0 h 0 h 聚乙烯醇的聚合度大約在1 0 0 0 2 4 0 0 之間 醇解度低于7 8 的為低醇解度聚乙烯 醇 醇解度在8 7 8 9 的屬于部分醇解的聚乙烯醇 醇解度為9 8 1 0 0 的則屬于完 全醇解的聚乙烯醇 國外已開發(fā)出聚合度3 5 0 0 4 5 0 0 的 甚至高達(dá)8 0 0 0 的p v a 樹脂 也有聚合度低于1 0 0 的p v a 以及醇解度低于5 0 m 0 1 的p v a 一般說來 聚合度增大 p v a 樹脂在水中的溶解度下降 醇解度增大 在冷水中 的溶解度下降 在熱水中的溶解度提高 醇解度8 7 8 9 的產(chǎn)品水溶性最好 不管是 在冷水中還是在熱水中都能很快地溶解 醇解度為9 9 及以上的p v a 樹脂只溶于9 5 以上的熱水n 0 1 第一章緒論 1 4 2 2 加工特性 p v a 分子結(jié)構(gòu)規(guī)整 結(jié)晶度非常高 分子鏈含有大量的羥基 能形成大量的分子 內(nèi)和分子間氫鍵 這導(dǎo)致其熔融溫度大約1 9 0 但是在1 4 0 左右就開始分解 分 解溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于熔融加工溫度 這給p v a 薄膜的熱塑性加工帶來困難 改善p v a 熱塑 加工性的方法有幾種 1 1 加入單體原位聚合 如尼龍單體等 形成與p v a 有互補 結(jié)構(gòu)的聚合物或輔以少量極性小分子物質(zhì) 在p v a 體系中均勻分散并形成氫鍵作用 打亂p v a 分子的規(guī)整排列 使其結(jié)晶度及熔點降低 2 與其它單體共聚 日本合成 化學(xué)公司最近通過與其它單體共聚而實現(xiàn)熱塑加工 開發(fā)出一種加工性能優(yōu)異的p v a 薄膜 熔點在2 0 0 一2 1 0 之間 成型加工溫度在2 l o 一2 3 0 范圍內(nèi) 3 控制分子量及 醇解度 分子量越小 醇解度越低 其熔融溫度越低 美國開發(fā)的k u r a r a yp o v a lc p 系列p v a 樹脂具有良好的熱塑加工性能 可以在1 7 0 左右熔融加工 其熱塑性及水 溶性就是通過控制p v a 的聚合度和醇解度而獲得的 4 添加水 多元醇等小分子 對 p v a 進(jìn)行增塑 操作簡單 容易實施 1 4 3 聚乙烯醇薄膜 1 4 3 1 p v a 薄膜的性能 p v a 薄膜是p v a 產(chǎn)品中一個較大的分支 據(jù)專家預(yù)計 未來幾年p v a 薄膜在全球 的年均增長率為8 1 0 n 剄 與其它塑料薄膜相比 p v a 薄膜具有以下優(yōu)點 1 生物降解性 p v a 薄膜能被微生物分解為二氧化碳和水 降解快速 無毒 徹 底 是新一代環(huán)境友好型塑料薄膜材料 可以徹底解決包裝廢棄物的處理問題 2 水溶性 一定條件下良好的水溶解性 且安全無毒 3 氣體阻隔性 薄膜干燥時 對氧氣 氮氣等具有優(yōu)異的阻隔性 4 耐油性 優(yōu)異的耐動物油 礦物油 植物油 脂肪烴及芳烴等非極性有機化合 物的性能 5 抗靜電性 由于含有大量的羥基 吸濕性強 所以具有優(yōu)異的抗靜電性能 6 透明性 較高的透光率和良好的光澤度 9 北京化工大學(xué)碩 學(xué)位論文 7 力學(xué)性能 具有較高的強度以及良好的拉伸 撕裂 沖擊性能 8 熱封性 良好的熱封性能 適合于電阻熱封和高頻熱封 9 可印刷性 良好的可印刷性 有利于包裝印刷 1 4 3 2p v a 薄膜的成型方法 自2 0 世紀(jì)6 0 年代初p v a 薄膜在日本問世以來 各種加工方法不斷被人們研究 實施 但都有各自的優(yōu)缺點 1 溶液流延法 溶液流延法是最早的成膜方法 按其所用設(shè)備的不同可分為環(huán)狀帶式流延法和轉(zhuǎn) 筒式流延法 這種方法是將水溶性聚乙烯醇溶解制成稀溶液 作為制膜原液 為了調(diào) 整其性能 在原液中可以添加相應(yīng)的增塑劑 涂布著色劑 脫膜劑等 該制膜原液從 縫隙流延或者由輥式涂料器涂布在旋轉(zhuǎn)的干燥滾筒或皮帶上 被涂布的原液在滾筒或 皮帶上蒸發(fā)水分 成為干燥的薄膜 其工藝流程見圖卜l 2 溶膠流延法 圖1 1 溶液流延涂布法工藝流程圖 f i g 1 1f l o wp r o c e s sc h a no fs 0 1 u t i o nc a s t e dp v af i l m 1 0 第一章緒論 日本在上世紀(jì)八十年代開發(fā)出 溶膠流延滾筒法 制備工藝技術(shù) 此工藝為將原 料配成溶膠狀 置于制膜機上端v 型流延槽內(nèi) 靠自重流延于滾筒上端 滾筒回轉(zhuǎn) 1 2 周時 自下端揭膜 制膜機表面的利用率只有5 0 采用對輥面鍍重金屬的方法 解決膜的剝離問題 造價昂貴 我國株州工學(xué)院研發(fā)了 溶膠流延涂布法 制備工藝技術(shù) 即將p v a 膠溶液流延 于轉(zhuǎn)動的長為3 5 m 的鋼帶上 輔以刮板成膜 由于原料靠自重流延于轉(zhuǎn)動的鋼帶上 受原料稀 稠 重量的影響較大 加上帶速與流量無法同步 產(chǎn)品薄厚很難控制 轉(zhuǎn) 動的鋼帶有一到二處焊縫 焊縫出的膜總要厚出3 5 啪 無法保證產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量 3 無水熔融擠出法 有人把p v a 樹脂加熱熔融 經(jīng)t 型機頭擠出后驟冷成膜 該法生產(chǎn)的p v a 薄膜因 高溫擠出后馬上冷卻 因此 薄膜的透明度 光澤度好 且生產(chǎn)速度快 薄膜厚度容易調(diào) 整 但該法只適宜于成型過程中易取向的薄膜 設(shè)備費用高 一般用于共聚合樹脂成膜 對純的p v a 來說相對不適用 4 擠出吹塑法 美國c h r i s c h r a f ti n d u s t r i a lp r o d u c t si n c 于2 0 0 0 年9 月建成吹塑p v a 薄 膜生產(chǎn)線 英國a q u a f i l m 公司和e n v i r o n m e n t a lp o l y m e r sg r o u p sp l c 公司也都采 用擠出吹塑法生產(chǎn)水溶性p v a 薄膜 日本合成化學(xué)公司采用擠出吹膜法生產(chǎn)p v a 薄 膜 用于包裝行業(yè) 彎曲面的轉(zhuǎn)移印花和偏振片的制造 在國內(nèi) p v a 的干法擠出加工 技術(shù)并沒有推廣 主要問題是難以實現(xiàn)p v a 的熱塑加工和薄膜的大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn) 水 溶性薄膜的生產(chǎn)還算樂觀 耐水性p v a 薄膜還在實驗室階段 在這方面研究最多的是 北京化工大學(xué) 北京工商大學(xué)和輕工業(yè)塑料加工應(yīng)用研究所 該法大致有兩種路線 a 低溫路線 加水?dāng)D出吹塑法 將含水為2 0 6 0 的p v a 溶液 經(jīng)擠出混煉后從環(huán)狀機頭擠出 再吹塑 干燥 然 后收卷 制得含水量少于7 的薄膜 此法制得的薄膜強度 穩(wěn)定性 外觀均優(yōu)于t 型 機頭制得的薄膜 b 高溫路線 干法擠出吹塑法 將p v a 真空干燥2 4 h 后與塑化改性劑 成膜劑按一定配比在高速混合機內(nèi)混合均 勻 然后采用經(jīng)改徑的b r a b e n d e r 2 2 5 型單螺桿擠出機擠出造粒 再經(jīng)脫泡吹膜 定型 處理即得產(chǎn)品 干法擠出吹塑法相對于濕法和流延法加工技術(shù) 還具有工藝簡單 能 北京化工人學(xué)碩 卜學(xué)位論文 耗低 效率高 投資省等優(yōu)點 見圖卜2 圖卜2 干法擠出吹塑法工藝流程圖 f i g 1 2f l o wp r o c c s sc h a no fd d rc x 仇l s i o n b l o w np v a 丘l m 5 連續(xù)雙軸取向法 連續(xù)雙軸取向工藝最早出現(xiàn)于1 9 7 2 年 由n i p p o n 公司于1 9 8 1 年率先引入工業(yè) 化生產(chǎn) 但限于技術(shù)難度大 設(shè)備復(fù)雜 成本高等原因 長期以來該工藝難以推廣 彭少賢n 3 1 等人將管形法和雙向拉伸工藝相結(jié)合 生產(chǎn)p v a 膜 連續(xù)雙軸取向工藝流程 如圖卜3 所示 圖1 3 連續(xù)雙軸取向法 f i g l 3f 1 0 wp r o c e s sc h a no fc o n t i n u o u s l yb i a x i a lo r i e i l t a t i o np v a f i l l n 1 2 第 章緒論 1 4 3 3p v a 薄膜的分類及應(yīng)用 p v a 薄膜主要有水溶性p v a 薄膜和難溶性p v a 薄膜兩種 一 水溶性p v a 薄膜 水溶性p v a 薄膜是由醇解度在8 8 左右的部分醇解p v a 樹脂加工而成的 由于大 分子鏈上含有一定量的體積較大的醋酸乙烯酯基 阻礙了分子鏈的相互接近 同時 也削弱了分子鏈上羥基間氫鍵的締合 使得有較多的羥基與水相互作用 因此其水 溶性比醇解度更高或者更低的p v a 都好 其薄膜也表現(xiàn)出優(yōu)良的水溶性n4 1 制得的薄 膜通過輕度熱處理 對其結(jié)晶度進(jìn)行微調(diào)整 可以獲得從冷水可溶至溫水可溶的各 種溶解性薄膜n 朝 利用其水溶性 可以用于水中使用產(chǎn)品的包裝 例如 農(nóng)藥 化 肥 顏料 染料 清潔劑 水處理劑 礦物添加劑 洗滌劑 混凝土添加劑 攝影用 化學(xué)試劑及園藝護(hù)理化學(xué)試劑等 1 水溶性p v a 農(nóng)藥環(huán)保包裝袋n 6 1 長期以來 農(nóng)藥包裝存在三大缺點 1 液體農(nóng)藥使用玻璃瓶包裝 破損率高 2 使用普通包裝袋易產(chǎn)生大量包裝殘留物 造成浪費 3 廢棄的帶有殘留物的農(nóng) 藥包裝袋容易丟棄在江河田間 污染土壤和水源 近年來 日本 美國等國家采用了 水溶性p v a 薄膜作為農(nóng)藥包裝材料 將大包裝產(chǎn)品分裝成水溶性薄膜小包裝 它具有 以下優(yōu)點 1 水溶性 水溶速度可設(shè)計選擇 2 減少農(nóng)藥對人體和環(huán)境的有害影響 3 運輸成本低 不易泄漏浪費 4 包裝袋具有極好的耐油性 耐脂肪性和耐有機溶劑性 5 抗靜電性能優(yōu)良 包裝粉狀物時 不會吸附粉末和塵埃 6 計量準(zhǔn)確 2 水溶性p v a 醫(yī)用包裝洗衣袋 水溶性p v a 環(huán)保醫(yī)用包裝洗衣袋具有如下優(yōu)點 1 一旦包裝好后 內(nèi)容物自搬運 清洗到干燥過程不會接觸外界 完全隔離 1 3 北京化工大學(xué)碩t 學(xué)位論文 2 包裝袋薄膜安全無毒 能完全溶解于水 沒有殘留物 水質(zhì)不受污染 3 水溶醫(yī)用包裝袋阻隔性高 確保醫(yī)護(hù)人員在使用中不受病菌和病毒感染 4 優(yōu)異的抗靜電性能 5 理想的耐磨特性和環(huán)保性 3 水泥添加劑的包裝 水泥添加劑具有強堿強酸性 濃度高 受風(fēng)塵影響而容易觸及工人的眼睛 皮膚 和對環(huán)境造成污染 近年 有些國家已經(jīng)廣泛使用水溶性p v a 薄膜包裝水泥添加劑 完全避免污染 操作簡便 計量準(zhǔn)確 二 難溶性p v a 薄膜 難溶性p v a 薄膜是耐水性很強的未拉伸薄膜 通常含有1 0 左右的多元醇增塑 劑 厚度為2 0 7 0um 是用聚合度大于1 0 0 0 醇解度為9 8 及以上的聚乙烯醇樹 脂加工而成的 基于薄膜透明度好 光澤度高 不易帶靜電 強韌 耐油 耐有機溶 劑 印刷性能好等優(yōu)良特性 可以用于以下領(lǐng)域 1 輸送產(chǎn)品的暫時性保護(hù)包裝 2 電子元器件產(chǎn)品的包裝 防灰塵污染 如 高性能干電池的包裝 3 液晶顯示器偏振片的制造 4 紡織品的包裝 5 金屬表面的保護(hù)薄膜 6 與聚乙烯 聚丙烯 尼龍 聚酯 聚碳酸酯等生產(chǎn)復(fù)合膜 7 p v a 薄膜用作脫膜劑 8 食品保鮮膜 為了提高一次成型后的薄膜的性能 有時對薄膜進(jìn)行雙向拉伸 p v a 薄膜經(jīng)雙向 拉伸處理后 結(jié)晶度提高 耐水性提高 韌性好 可以用于食品包裝 離型膜 耐油 和耐溶劑包裝 電子部件包裝以及農(nóng)業(yè)用材料等方面 其主要特性和用途見表卜3 n 7 1 1 4 第一章緒論 表卜3 雙向拉伸p v a 薄膜的主要用途 t h b 1 3m a i na p p l i c a t i o no f b i a x i a l l ys t r e t c h e dp v af i l m p v a 薄膜的性能使用實例 防氧化 防變色 防油和油脂氧化 防霉 保香 防升華 防靜電 防蟲害 透明 光亮 防油 防溶劑 金屬噴鍍膜 防霧包裝 其他 魚片 海帶 豆醬 腌制品等塑料袋包裝 咸肉 香腸 火腿 其他肉制品 花生 豆糕 點心包裝 巧克力半成品 蛋糕 甜豆包裝 咖啡 香料 調(diào)料 茶葉 萘 氣化性防銹劑包裝 粉狀產(chǎn)品包裝 中藥 動物食品 花生 紡織品包裝 一般食品 紡織品包裝 包裝紙和包裝容器 咖啡 茶葉 紫菜 粉狀食品 快餐食品 紙盒內(nèi)襯袋 新鮮水果 蔬菜 熟雞蛋 鮮蘑菇包裝 電子零件包裝 1 4 4 淀粉的結(jié)構(gòu)與性能 1 4 4 1 淀粉的結(jié)構(gòu) 淀粉是來源豐富 價格便宜的天然高分子物質(zhì) 它是一種強極性的結(jié)晶性物質(zhì) 是 由葡萄糖單元組成的多糖類碳水化合物 化學(xué)結(jié)構(gòu)式為 c h 0 n n 為8 0 0 3 0 0 0 淀粉分子在結(jié)構(gòu)上分為直鏈淀粉 鋤y l o s e 和支鏈淀粉 鋤y l o p e c t i n 直鏈淀粉通常 以單螺旋結(jié)構(gòu)存在 龐大的支鏈淀粉分子成束狀結(jié)構(gòu) 見圖卜4 卜5 大多天然淀粉 都是這兩種淀粉的混合物 兩者的比例因植物的品種和產(chǎn)地而不同 直鏈淀粉是葡萄 糖以a d l 4 糖苷鍵結(jié)合的鏈狀結(jié)構(gòu) 分子量2 0 2 0 0 1 0 4 支鏈淀粉中各葡萄糖 單元除a d 一1 4 糖苷鍵連接外 還存在a d 一1 6 糖苷鍵結(jié)構(gòu) 分子量1 0 0 一4 0 0 0 6 1 8 1 5 北京化t 人學(xué)碩上學(xué)位論文 圖卜4 直鏈淀粉結(jié)構(gòu) f i g 1 4s 仇l c t u r eo f 鋤y l o s e 圖卜5 支鏈淀粉結(jié)構(gòu) f i g 1 5s t r u c t u r eo fa m y l o p e c t i n 天然淀粉通常以1 5 一1 0 0um 的顆粒存在 玉米淀粉顆粒大小中等 直徑5 2 6p m 形狀為圓形和多角形 直鏈淀粉含量相對較高 達(dá)2 8 淀粉糊不透明 具有較 好的抗剪切能力 玉米淀粉占全部商品淀粉的8 0 價格最為低廉 馬鈴薯淀粉顆粒 屬于單粒 為橢圓形 平均粒徑5 0 微米 是所有商品淀粉中顆粒最大的 它含2 l 1 6 第一章緒論 的直鏈淀粉 其余為支鏈結(jié)構(gòu) 支鏈上有5 6 個葡萄糖單元 支鏈之間平行排列并由 于氫鍵形成具有一定強度的散射狀結(jié)晶 束 束間分子雜亂無定型 馬鈴薯淀粉糊 高度透明 抗剪切能力差 馬鈴薯淀粉含量占所有淀粉的8 1 0 居第二位n 引 天然淀粉為部分結(jié)晶高分子 結(jié)晶度為2 0 4 5 直鏈淀粉與支鏈淀粉分支點構(gòu) 成淀粉顆粒中的無定形區(qū) 支鏈淀粉是淀粉顆粒中結(jié)晶的主要成份 在結(jié)晶區(qū) 支鏈 淀粉的外層支鏈組成雙螺旋 形成了層狀區(qū)域結(jié)構(gòu) 另外 直鏈淀粉形成的單螺旋以 及直鏈淀粉與支鏈淀粉區(qū)結(jié)晶結(jié)構(gòu)也增加了一些結(jié)晶度 按照單螺旋或雙螺旋的堆積 密度和水含量不同 淀粉顆粒中己發(fā)現(xiàn)多種不同類型的結(jié)晶結(jié)構(gòu) a 一 b 一 c 一或v 一 型 它們各自的含量與直鏈淀粉與支鏈淀粉的比例 分子量 支鏈淀粉外層支鏈的長 度和支化度以及植物品種有關(guān) 各種不同的晶型彼此之間存在著相互轉(zhuǎn)化作用 其中 a 型結(jié)構(gòu)具有較高的熱穩(wěn)定性啪1 1 4 4 2 淀粉的改性 淀粉是具有一定剛性的高分子材料 其分子間存在氫鍵 溶解性很差 親水但 不易溶于水 干淀粉的玻璃化溫度和熔點都高于其熱分解溫度船l 刎 直接加熱時沒有 熔融過程 所以天然淀粉不具有熱塑加工性能 無法在塑料機械中進(jìn)行加工 要使 其具有熱塑加工性就必須使其分子結(jié)構(gòu)無序化 目前淀粉熱塑性處理的技術(shù)方式有以 下4 種 2 引 1 化學(xué)反應(yīng)制備熱塑性淀粉 在淀粉的活性支端接枝上某一聚合物 該接枝共聚物將同時具備生物降解性和 熱塑性 當(dāng)?shù)矸叟c樹脂共混時 必須對淀粉進(jìn)行表面處理以達(dá)到淀粉與聚合物的理想 界面結(jié)合 解決淀粉與聚合物的相容共混性 處理技術(shù)主要是淀粉的氧化 氨基化 酯化或醚化等變性反應(yīng) 反應(yīng)產(chǎn)物具有疏水基團(tuán) 可明顯降低淀粉的吸水速率 改性 后的淀粉顆粒表面為烷基等所覆蓋 減弱了氫鍵的作用 與聚乙烯等高聚物的相容 性可在不同程度上得到改善 另外 在共混體系中加入第三組份增容樹脂 如e v a e 從等 可明顯提高淀粉與高聚物的相容性 目前己開發(fā)的淀粉接枝聚合物有 淀粉 甲基丙烯酸酯 淀粉 丙烯酸甲酯 淀粉 聚苯乙烯 淀粉 丙烯酸丁酯等 s a g a r 位研指出 淀粉醋酸酯的取代度越高 側(cè)鏈越長 熱塑性和親水性改變越明 1 7 北京化工人學(xué)碩上學(xué)位論文 顯 高取代度淀粉醋酸酯熔點較高 b r o c h e r s 擔(dān)叫加入相對分子質(zhì)量1 0 0 一1 0 0 0 的增塑 劑 如甘油三酯 使熔融溫度降低為1 5 0 左右 美國淀粉化學(xué)公司將直鏈淀粉質(zhì)量 分?jǐn)?shù)達(dá)7 0 的淀粉進(jìn)行經(jīng)丙基化反應(yīng)后 直接擠出成型制得熱塑性淀粉 可代替發(fā)泡 聚苯乙烯 p s 用于保護(hù)性包裝 張海光啪1 等研制的平均相對分子質(zhì)量為5 0 萬 有 良好熱塑性的新型羥丙一羥乙基改性淀粉有望單獨作為母料開發(fā)可降解性功能材料 王傳玉等乜引用氨基樹脂接枝淀粉 改性后淀粉的力學(xué)性能與防水性能都有所提高 可以代替通用塑料制品 德國b a t t e l l e 研究所用改性淀粉和1 0 其他天然資源作添加 劑共混制成的生物降解塑料 能用熱塑性淀粉塑料的加工 結(jié)構(gòu)和性能研究注塑 吹 塑方法成型 在水中或土中數(shù)月可以分解跚3 目前淀粉通過開環(huán)反應(yīng)接枝內(nèi)酯和環(huán)酯 是化學(xué)改性制備熱塑性淀粉的一個新的研究方向 利用化學(xué)反應(yīng)對淀粉進(jìn)行接枝反應(yīng)改性雖然可以使改性后淀粉的力學(xué)性能 與防水性能有所改善 但是勢必提高材料的價格 影響材料的推廣應(yīng)用 并且 接枝上的聚合物如果是難于降解的 將影響整個材料的降解性能 2 淀粉與其他天然高分子化合物共混 淀粉可與天然大分子 如果膠 半乳糖 甲殼質(zhì)等共混成完全生物降解材料 用 于制備包裝材料或食品容器 有關(guān)這方面的研究報道有很多 但還未達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn) 水平 比較多的做法是將淀粉與天然纖維素進(jìn)行共混改性 u f u n k e 等人口 采用常規(guī) 的擠出和注射成型技術(shù)對不同類型的淀粉和纖維共混體系進(jìn)行加工 并通過研究天 然樣品和擠出樣品中的直鏈淀粉和支鏈淀粉之比 相對分子質(zhì)量分布等揭示了結(jié)構(gòu)對 產(chǎn)品性能的影響 發(fā)現(xiàn) 在熱塑性淀粉中添加少量商業(yè)纖維如纖維素纖維c e l l u n i e r f d p 5 6 4 和t e n u n i n 9 5 0 0 d p 1 6 3 5 能改善其耐水性 a l a i nd u f r e s n e 等池刪 以 淀粉為基體 甘油為增塑劑 加入纖維素微纖來制備復(fù)合材料 研究發(fā)現(xiàn) 隨著體系 中纖維素微纖含量的不斷增加 材料的吸水率線性降低 而且加入少量